能源是人類生存的物質保障和社會經濟發展的動力源泉,然而隨著全球經濟的飛速發展,能源短缺問題日益凸顯。以物聯網、大數據、云計算、移動互聯網等為代表的互聯網技術的深入發展使其與傳統工業相結合的理念備受關注,能源互聯網成為解決分布式可再生能源就地消納問題、實現多種能源網絡緊密融合、提高系統整體能效的必然趨勢。

開放互聯作為能源互聯網的核心特征之一,在架構上體現為物理互聯和信息互聯的融合,而從運行控制的角度考慮,則可分為橫向互聯與縱向互聯2個層面。一方面,橫向互聯主要體現為多種能源的耦合互補。另一方面,能源互聯網的縱向互聯體現在源-網-荷-儲的協同運行控制。此外,分布式的優化方法與控制策略也有利于實現“發用電聯合體”的能源互聯與共享,促進源、網、荷深度融合、緊密互動,為能源市場的多邊交易提供堅實基礎。針對能源互聯網橫向與縱向互聯的特點,對能源互聯網在多能分布式優化運行與控制領域的相關研究進行了展望。

一、多能協調優化運行

能源互聯網中由于需要考慮電、氣、熱等不同能源網絡間的橫向融合問題,可利用能量樞紐作為綜合能源系統中的虛擬節點進行輔助建模分析;對于多能源網絡中的協調運行問題還需要計及多能流網絡建模,同時應選取合適的優化運行策略。

多能協調運行問題研究關系圖

二、分布式協同優化調控

基于物理與功能分層優化調控策略的思想,給出了能源互聯網基本控制架構示意圖。

能源互聯網分層分布式控制架構

針對能源互聯網開放互聯、以用戶為中心、共享對等的特點,相關協調運行與控制問題成為限制其規模與融合深度的瓶頸之一,需要分布式優化策略與調控技術的支撐。展望能源互聯網在運行控制體系、多能流優化調控以及能源市場交易模式等方面的發展前景,對于日后能源互聯網的應用與實踐具有一定的指導意義和參考價值。